三峽庫區(qū)某段航道水下地形項目

項目背景
隨著“一帶一路”、長江經(jīng)濟帶和長江中游城市群等國家戰(zhàn)略的深入實施，三峽航運需求日益增長，因此維護(hù)航道的安全和暢通至關(guān)重要。為此，相關(guān)部門需要定期開展三峽庫區(qū)航道水下地形測繪工作，以摸清水下地形情況，保障航道安全暢通。多波束測深儀因具備大掃寬、高精度、全覆蓋等優(yōu)勢成為當(dāng)下水下地形測繪的主流裝備。
本次測區(qū)為三峽庫區(qū)某段航道，水深在50-180米不等，水下地形變化較大，多陡峭地形。為準(zhǔn)確掌握該段航道的水下地形情況，現(xiàn)場技術(shù)人員使用iBeam 8140P多波束測深系統(tǒng)開展水下地形測繪工作。

痛點分析

由于長江三峽航段分為壩上庫區(qū)航段、兩壩間急流航段和壩下天然航段三段梯級航道，連續(xù)最大落差達(dá)140米，加上特有的“四灘一彎一關(guān)”之險，被世界公認(rèn)為最復(fù)雜的通航環(huán)境，這給航道水下地形測繪帶來了挑戰(zhàn)。
作業(yè)流程
iBeam 8140P是中海達(dá)自主研發(fā)的一款小型化便攜式多波束測深系統(tǒng)，換能器集成高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和表面聲速儀，具有較高的水深分辨率和測深精度；單條帶有效覆蓋角度從30~150°在線可調(diào)，工作模式可選等角、等距、高密度模式，適應(yīng)不同環(huán)境；高度集成化設(shè)計以及重量不到6公斤的換能器，方便運輸和安裝，為應(yīng)急測量提供了便利。

▲iBeam 8140P多波束測深系統(tǒng)

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作業(yè)過程
1.設(shè)備安裝
iBeam 8140P多波束測深系統(tǒng)的換能器安裝在距船首1/3處的左舷上，以避開船舶螺旋槳的干擾。同時換能器要保持適當(dāng)?shù)某运疃?，以遠(yuǎn)離氣泡層和紊流層的影響。此外，將GNSS天線安裝在船頂上，以提高信號接收質(zhì)量，減少船體和其他設(shè)備的干擾。

▲GNSS天線安裝

▲換能器安裝

2.航線布設(shè)
主測深線布設(shè)方向按工程的需要選擇平行于等深線的走向布設(shè)，主測深線的間距不大于測深寬度的50%。
3.數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集使用HiMAX多波束采集后處理軟件，采集界面實時2D/3D格網(wǎng)水深渲染，方便客戶直觀了解水下地形情況。

▲軟件實時采集效果

4.數(shù)據(jù)后處理
現(xiàn)場使用HiMAX多波束采集后處理軟件，按潮位改正、聲速改正、條帶編輯、剖面編輯等步驟進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理，最后輸出點云數(shù)據(jù)。
成果展示
通過選取測區(qū)內(nèi)一段最大水深180米，地形變化大的航道掃測成果可知，iBeam 8140P多波束測深系統(tǒng)在大水深和復(fù)雜地形條件下表現(xiàn)了出色的底跟蹤效果，見下圖所示。

▲測區(qū)整體效果圖

▲水下陡坡地形掃測效果圖

▲大水深陡坡地形掃測效果圖

▲大水深復(fù)雜地形掃測效果圖

同時，通過選取測區(qū)內(nèi)一段最高90°陡峭地形的航道掃測成果可知，iBeam 8140P多波束測深系統(tǒng)在垂直地形下底跟蹤也十分穩(wěn)定，幾乎無噪點，見下圖所示。

▲測區(qū)整體效果圖

▲垂直地形掃測效果圖1

▲垂直地形掃測效果圖2

▲垂直地形掃測效果圖3

通過對峽谷內(nèi)檢查線的內(nèi)符合精度分析可知，內(nèi)符合精度高達(dá)99.43%，完全滿足IHO S44超等標(biāo)準(zhǔn)和《水運工程測量規(guī)范》要求。

▲內(nèi)符合精度報告

項目總結(jié)
通過對此次三峽航道掃測結(jié)果的詳細(xì)分析，證明了iBeam 8140P多波束測深系統(tǒng)無論是在大水深還是復(fù)雜地形環(huán)境下，都能提供精確、可靠的測量成果，為航道維護(hù)整治工作提供重要的數(shù)據(jù)支撐，幫助相關(guān)部門做出正確決策，確保長江航道的安全暢通。
此外，iBeam 8140P多波束測深系統(tǒng)因體積小、重量輕、高度集成、免校準(zhǔn)等特點，使其具備快速轉(zhuǎn)場，快速測量，操作簡單等優(yōu)勢，為航道應(yīng)急測量提供了新利器。

審核編輯 黃宇